致密双星并合与快速射电暴的事件率

快速射电暴（FRBs）通常被认为与由白矮星（WDs）、中子星（NSs）或黑洞（BHs）组成的致密双星并合有关。我们通过拟合 22 个 Parkes FRBs 在红移和各向同性能量上的观测分布来检验这些模型，其中按照惯例，致密双星并合（CBMs）的速率通过幂律分布的时间延迟与宇宙恒星形成率相联系。研究发现，观测分布可以很好地由特征延迟时间为数十到数百 Myr 且能量函数指数 $1.2\lesssim\gamma\lesssim1.7$ 的 CBM 模型产生，其中所有 FRBs 均采用了一个暂定的固定谱指数 $\beta=0.8$。相应地，在采用最小 FRB 能量 $E_{\min}=3\times10^{39}$ erg 的情况下，FRBs 的局部事件率被约束为 $(3-6)\times10^4f_{\rm b}^{-1}(\mathcal T/270\rm s)^{-1}(\mathcal A/2\pi)^{-1}\rm ~Gpc^{-3}yr^{-1}$，其中 $f_{\rm b}$ 是辐射的束流因子，$\mathcal T$ 是每次指向观测的持续时间，$\mathcal A$ 是巡天的天区面积。该事件率比 NS-NS/NS-BH 并合率高约一个数量级，表明在 CBM 情景中 FRB 最有希望的起源可能是 WD-WD 双星并合。由于没有发现 FRB 与 Ia 型超新星相关联，这里可能会产生大质量 WD。或者，如果实际上所有 FRBs 都能在远长于当前观测周期的时间尺度上重复，那么它们也可能起源于由相对罕见的 NS-NS 并合和 WD-WD 双星的吸积诱导坍缩形成的年轻活跃 NS。